Ejercicios Electricidad Y Electronica Industrial

Preguntas y problemas

Nivel práctico

11-1¿Cuál es la diferencia entre un autotransformador y un transformador convencional?

R: Un autotransformador elimina la necesidad de un devanado secundario aparte; por consiguiente los autotransformadores siempre son más pequeños, más ligeros y más baratos que los transformadores estándar de igual salida de potencia.

11-2¿Cuál es el propósito de un transformador de voltaje? R: Los transformadores de voltaje se utilizan para medir o monitorear el voltaje en líneas de transmisión y para aislar el equipo de medición de éstas. ¿Y de un transformador de corriente? R: Los transformadores de corriente se utilizan para medir o monitorear la corriente en una línea y para aislar el equipo de medición y el relevador conectados al secundario. Es decir los transformadores de corriente se utilizan sólo para medición y protección de sistemas.

11-3¿Por qué nunca debemos abrir el devanado secundario de un transformador de corriente?

R: durante los intervalos sin saturación, el flujo cambia a una tasa extremadamente alta e induce picos de voltaje de varios cientos de volts a través del secundario en circuito abierto. Ésta es una situación peligrosa ya que un operador que no esté al tanto de la situación podría recibir con facilidad un fuerte choque o descarga eléctrica.

11-4 Explique por qué el devanado secundario de un TC o TP debe ser conectado a tierra? R: Esto se hace para eliminar el peligro de un choque fatal si se toca uno de los conductores secundarios.

11-5 La relación de un transformador de corriente toroidal es de 1500 A/5 A. ¿Cuántas vueltas tiene?

R: Primario – 1 vuelta; secundario:1500/5=300 vueltas

11-6 Un transformador de corriente tiene una capacidad de 10 VA, 50 A/5 A, 60 Hz, 2.4 kV. Calcule el voltaje nominal a través del devanado primario.

R: Voltaje nominal primario (caída)=S/I= (10 VA)/50A=0.2V

Nivel intermedio

11-7Un transformador monofásico tiene una capacidad de 100 kVA, 7200 V/600 V, 60 Hz. Si se reconecta como autotransformador cuya relación es de 7800 V/7200 V, calcule la carga que soporta.

I_1 en 7200V lado= (100 000)/7200=13.9 A

I_1 en 600V lado= (100 000)/600=166.7 A

Podemos cargar el transformador hasta I_2=166.7 A

La entrada al transformador puede ser 166.7 x 7800 =1300Kva. La carga es también 1300Kva - 13 veces mayor que el valor de placa del transformador.

11-8 En el problema 11-7, ¿cómo se deberán conectar las terminales de transformador (H1, H2, X1,X2)?

R: Las tensiones primarias y secundarias deben añadir, por lo tanto H1 –X2 o H2 –X1 deben estar conectados entre sí.

11-9 El transformador del problema 11-7 se reconecta otra vez como un autotransformador cuya relación es de 6.6 kV/600 V. ¿Qué carga puede soportar y cómo se deben hacer las conexiones?

Nivel avanzado

11-10La capacidad de un transformador de corriente es de 100 VA, 2000 A/5 A, 60 Hz, 138 kV. Tiene una capacitancia de primario a secundario de 250 pF. Si se instala en una línea de transmisión donde el voltaje de línea a neutro es de138 kV, calcule la corriente de dispersión capacitiva que fluye a tierra (vea la figura 11.13)

11-11El transformador de corriente toroidal de la figura 11.19 tiene una relación de 1000 A/5A. El conductor lineal transporta una corriente de 600 A.

a. Calcule el voltaje a través del devanado secundario si la impedancia del amperímetro es de 0.15.

b. Calcule la caída de voltaje que produce el transformador en el conductor lineal.

c. Si el conductor primario se enrolla cuatro veces a través de la apertura toroidal, calcule la nueva relación de corriente.

Solución:

Corriente secundaria = 600×5/1000=3 A

a. Voltaje a través del amperímetro = voltaje a través del devanado secundario =3 x 0.15 = 0.45 V

b. Tensión primaria = 0.45 x 5/1000=2.25nmV Debido a que el bobinado primario está conectado en serie con la línea, que produce efectivamente una caída de tensión de 2.25 mV.

c. Nueva relación es 1000/4=250 A/5A.

Esto es obvio, porque el núcleo hace en la bobina

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